地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的應(yīng)用與安裝

吳尚瑜

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新型能源被研發(fā)出并投入使用，地源熱泵就是其中的一種。地源熱泵是利用淺層地?zé)嵩囱邪l(fā)而成的，并被應(yīng)用到中央空調(diào)系統(tǒng)中。中央空調(diào)系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)用地源熱泵，降低了成本，減少了污染，這在建筑業(yè)中起到了非常關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：地源熱泵；中央空調(diào)；節(jié)能；環(huán)保

中圖分類號(hào)：TU96+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0043-02

地源熱泵已成功利用地下水、江河湖水、水庫(kù)水、海水、城市中水、工業(yè)尾水、坑道水等各類水資源和土壤源作為其冷、熱源。地源熱泵是一種利用淺層地?zé)崮茉吹母咝Ч?jié)能系統(tǒng)，既可供熱又可制冷。將地源熱泵應(yīng)用到中央空調(diào)系統(tǒng)中，在冬季，可作為熱泵供熱的熱源；在夏季，可作為制冷的冷源，為中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用提供了高效、節(jié)能的能源支持。

1 地源熱泵的工作原理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，空調(diào)業(yè)也在快速發(fā)展，中央空調(diào)系統(tǒng)的使用也越來(lái)越多。地源熱泵是中央空調(diào)系統(tǒng)最重要的組成部分，可以這么說(shuō)，地源熱泵的存在才體現(xiàn)出了中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段，環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、安全可靠的中央空調(diào)系統(tǒng)被廣泛使用，本文從建筑業(yè)方面對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析。

地源熱泵是利用地層水和土壤資源蓄熱和蓄冷的特性，地下常溫土壤和地下水相對(duì)穩(wěn)定的特性，通過(guò)建筑物周圍地下管道或地下水，根據(jù)熱泵的原理，實(shí)現(xiàn)了低位熱能向高位熱能的轉(zhuǎn)移，從而完成建筑物的熱交換。地源熱泵采用雙管路水系統(tǒng)將建筑物中的所用地源熱泵機(jī)連接起來(lái)，從而形成封閉環(huán)路的中央空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)工作原理：在寒冷的冬季，地源熱泵通過(guò)埋在地下的管道收集地層的熱能（比如太陽(yáng)能、常溫土壤熱能），并將收集到的熱能通過(guò)環(huán)路帶到中央空調(diào)系統(tǒng)管道中，最后將這些熱能在壓縮機(jī)和熱交換器作用下產(chǎn)生的暖氣釋放到室內(nèi)；在炎熱的夏季，其工作原理正好與冬季相反——是將室內(nèi)的熱量吸收并通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到地源中釋放，在吸收熱量的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了制冷的效果，從而實(shí)現(xiàn)了建筑物使用空調(diào)制冷的目的。

2 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)相比，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)存在著明顯的優(yōu)勢(shì)。也正是因?yàn)榫哂羞@些優(yōu)勢(shì)，中央空調(diào)系統(tǒng)才在建筑業(yè)中被廣泛運(yùn)用。以下就地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)其優(yōu)勢(shì)作了詳細(xì)的介紹。

2.1 節(jié)能減排

節(jié)能減排是地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的一大優(yōu)勢(shì)。地源熱泵采用的能源是自然界中的天然能源，摒棄了傳統(tǒng)燃料燃燒能源的情況。同時(shí)，地表淺層的太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的，完全可以給地源熱泵提供所需的熱能，再加上地下層土壤四季恒溫，冬季溫度高于外界空氣溫度，夏季低于外界溫度，因此，使用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)既能節(jié)能又能節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。地源熱泵作為一種新型的技術(shù)能源，在其使用過(guò)程中進(jìn)行了能量之間的交換，并沒(méi)有浪費(fèi)資源，同時(shí)還減少了二氧化碳的排放，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的城市環(huán)境建設(shè)目標(biāo)。

2.2 經(jīng)濟(jì)環(huán)保

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的能量來(lái)源是太陽(yáng)能，這種純天然的熱能省去了能源材料費(fèi)，帶來(lái)不少經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)采用的是化石燃料熱量，不僅成本高，而且燃料燃燒后產(chǎn)生的大量二氧化碳給空氣造成嚴(yán)重污染。而地源熱泵采用的太陽(yáng)能不僅節(jié)省了成本，而且它采用的能量交換技術(shù)既避免了資源流失，又減少了二氧化碳的排放，并且因地制宜在南方設(shè)置了冷卻塔進(jìn)行降溫，以此解決南方制冷大于制熱產(chǎn)生的土壤熱能積累問(wèn)題。地?zé)豳Y源取之不盡、用之不竭，淺層地表溫度穩(wěn)定，提高了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，節(jié)省了運(yùn)行成本。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定又經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)特別適合建筑業(yè)這種大規(guī)模工程的使用。

2.3 安全可靠

與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行流程較為簡(jiǎn)單。地源熱泵采用地?zé)崮苣芰拷粨Q技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中的加熱和冷卻系統(tǒng)，這樣也就省去了系統(tǒng)中不必要的機(jī)械部件，從而降低了維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)采用室內(nèi)和地下安裝，這樣延長(zhǎng)了機(jī)械部件的使用壽命，并采用電腦遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，減少了人工操作，避免因人工錯(cuò)誤操作帶來(lái)的安全問(wèn)題。

綜上所述，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠的優(yōu)勢(shì)完全符合建筑業(yè)的建設(shè)要求。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑業(yè)中的運(yùn)用，給建筑業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了極大收益，同時(shí)也是現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。

3 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的安裝

地源熱泵中央空調(diào)的安裝不同于傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備安裝。地源熱泵中央空調(diào)采用鉆孔、U型管制備、灌注等工藝進(jìn)行安裝，這種安裝工藝是針對(duì)地源熱泵的使用特點(diǎn)和現(xiàn)代技術(shù)制定出來(lái)的。

3.1 鉆孔

使用鉆機(jī)在地下垂直鉆孔。地源熱泵室外地埋管一般選用的都是垂直方式，根據(jù)不同的地質(zhì)特征選用不同的鉆機(jī)技術(shù)，土質(zhì)較好的采用裸孔鉆機(jī)，比如巖層這種土質(zhì)需要下套管。鉆機(jī)施工完成后必須保持孔壁完整。

3.2 U型管的制備

按照設(shè)計(jì)要求盡可能將U型彎接頭的熔接作業(yè)在室內(nèi)完成，以此保證熔接接頭的牢靠性。在U型管中注入防凍液，以此增加U型管的整體重量，方便下管，并可以作為傳熱介質(zhì)。U型管的下放深度決定著熱量的采取情況，因此必須保證U型管的下放深度。U型管最常用的下放方式是人工下放，人工可憑感覺(jué)判斷U型管的下放是否符合要求，另外，人工下放方式可保證U型管完全進(jìn)入孔內(nèi)。

3.3 灌注

U型管與鉆孔孔壁間不能存在間隙，因此需要通過(guò)注漿將間隙填充，這樣才能更好地完成傳熱性能。同時(shí)要選用熱阻抗較小的材料，避免因填充材料影響系統(tǒng)的傳熱效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)因其節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)被廣泛推廣和應(yīng)用。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)建筑技術(shù)的要求也越來(lái)越高，建筑系統(tǒng)的很多功能都需要用到地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。因此，無(wú)論是對(duì)機(jī)械設(shè)備的降溫和增溫，還是人們?nèi)粘Ｉ畹娜∨统裏?，都與地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)息息相關(guān)?；谶@一點(diǎn)，建筑業(yè)對(duì)地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用和安裝也將加大力度，以適應(yīng)生活、環(huán)境的需要。

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〔編輯：劉曉芳〕